基于C语言sprintf函数的深入理解

printf 可能是许多程序员在开始学习C语言时接触到的 第二个函数（我猜第一个是main），说起来，自然是老朋友了，可是，你对这个老朋友了解多吗？你对它的那个孪生兄弟sprintf了解多吗？在将各种类 型的数据构造成字符串时，sprintf的强大功能很少会让你失望。
由于sprintf跟printf在用法上几乎一样，只是打印的目的地不同而已，前者打印到字符串中，后者则直接在命令行上输出。这也导致sprintf比printf有用得多。所以本文着重介绍sprintf，有时也穿插着用用 pritnf。
sprintf是个变参函数，定义如下：
int sprintf( char *buffer, const char *format [, argument] … );
除了前两个参数类型固定外，后面可以接任意多个参数。而它的精华，显然就在第二个参数：格式化字符串上。
printf 和sprintf都使用格式化字符串来指 定串的格式，在格式串内部使用一些以“%”开头的格式说明符（format specifications）来占据一个位置，在后边的变参列表中提供相应的变量，最终函数就会用相应位置的变量来替代那个说明符，产生一个调用者想要 的字符串。
1. 格式化数字字符串
sprintf最常见的应用之一莫过于把整数打印到字符串中，所以，spritnf在大多数场合可以替代itoa。如：
//把整数123打印成一个字符串保存在s中。
sprintf(s, “%d”, 123);   //产生“123″
可以指定宽度，不足的左边补空格：
sprintf(s, “%8d%8d”, 123, 4567); //产生：“    123    4567″
当然也可以左对齐：
sprintf(s, “%-8d%8d”, 123, 4567); //产生：“123         4567″
也可以按照16进制打印：
sprintf(s, “%8x”, 4567); //小写16进制，宽度占8个位置，右对齐
sprintf(s, “%-8X”, 4568); //大写16进制，宽度占8个位置，左对齐
这样，一个整数的16进制字符串就很容易得到，但我们在打印16进制内容时，通常想要一种左边补0的等宽格式，那该怎么做呢？很简单，在表示宽度的数字前面加个0就可以了。
sprintf(s, “%08X”, 4567); //产生：“000011D7″
上面以”%d”进行的10进制打印同样也可以使用这种左边补0的方式。
这里要注意一个符号扩展的问题：比如，假如我们想打印短整数（short）-1的内存16进制表示形式，在Win32平台上，一个 short型占2个字节，所以我们自然希望用4个16进制数字来打印它：
short si = -1;
sprintf(s, “%04X”, si);
产生“FFFFFFFF”，怎么回事？因为 spritnf是个变参函数，除了前面两个参数之外，后面的参数都不是类型安全的，函数更没有办法仅仅通过一个“%X”就能得知当初函数调用前参数压栈时 被压进来的到底是个4字节的整数还是个2字节的短整数，所以采取了统一4字节的处理方式，导致参数压栈时做了符号扩展，扩展成了32位的整数-1，打印时 4个位置不够了，就把32位整数-1的8位16进制都打印出来了。如果你想看si的本来面目，那么就应该让编译器做0扩展而不是符号扩展（扩展时二进制左 边补0而不是补符号位）：
sprintf(s, “%04X”, (unsigned short)si);
就可以了。或者：
unsigned short si = -1;
sprintf(s, “%04X”, si);
sprintf和printf还可以按8进制打印整数字符串，使用”%o”。注意8进制和16进制都不会打印出负数，都是无符号的，实际上也就是变量的内部编码的直接的16进制或8进制表示。
2. 控制浮点数打印格式
浮点数的打印和格式控制是sprintf的又一大常用功能，浮点数使用格式符”%f”控制，默认保留小数点后6位数字，比如：
sprintf(s, “%f”, 3.1415926);    //产生“3.141593″
但有时我们希望自己控制打印的宽度和小数位数，这时就应该使用：”%m.nf”格式，其中m表示打印的宽度，n表示小数点后的位数。比如：
sprintf(s, “%10.3f”, 3.1415626);   //产生：“     3.142″
sprintf(s, “%-10.3f”, 3.1415626); //产生：“3.142     ”
sprintf(s, “%.3f”, 3.1415626); //不指定总宽度，产生：“3.142″
注意一个问题，你猜
int i = 100;
sprintf(s, “%.2f”, i);
会打出什么东东来？“100.00”？对吗？自己试试就知道了，同时也试试下面这个：
sprintf(s, “%.2f”, (double)i);
第一个打出来的肯定不是正确结果，原因跟前面提到的一样，参数压栈时调用者并不知道跟i相对应的格式控制符是个”%f”。而函数执行时函数本身则并不知道当年被压入栈里的是个整数，于是可怜的保存整数i的那4个字节就被不由分说地强行作为浮点数格式来解释了，整个乱套了。
不过，如果有人有兴趣使用手工编码一个浮点数，那么倒可以使用这种方法来检验一下你手工编排的结果是否正确。J
字符/Ascii码对照
我们知道，在C/C++语言中，char也是一种普通 的scalable类型，除了字长之外，它与short，int，long这些类型没有本质区别，只不过被大家习惯用来表示字符和字符串而已。（或许当年 该把这个类型叫做“byte”，然后现在就可以根据实际情况，使用byte或short来把char通过typedef定义出来，这样更合适些）
于是，使用”%d”或者”%x”打印一个字符，便能得 出它的10进制或16进制的ASCII码；反过来，使用”%c”打印一个整数，便可以看到它所对应的ASCII字符。以下程序段把所有可见字符的 ASCII码对照表打印到屏幕上（这里采用printf，注意”#”与”%X”合用时自动为16进制数增加”0X”前缀）：
for(int i = 32; i < 127; i++) {
printf(”[ %c ]: %3d 0x%#04X/n”, i, i, i);
}
3. 连接字符串
sprintf的格式控制串中既然可以插入各种东西，并最终把它们“连成一串”，自然也就能够连接字符串，从而在许多场合可以替代strcat，但sprintf能够一次连接多个字符串（自然也可以同时在它们中间插入别的内容，总之非常灵活）。比如：
char* who = “I”;
char* whom = “CSDN”;
sprintf(s, “%s love %s.”, who, whom); //产生：“I love CSDN. ”
strcat 只能连接字符串（一段以'/0'结尾的字 符数组或叫做字符缓冲，null-terminated-string），但有时我们有两段字符缓冲区，他们并不是以'/0'结尾。比如许多从第三方库函 数中返回的字符数组，从硬件或者网络传输中读进来的字符流，它们未必每一段字符序列后面都有个相应的'/0'来结尾。如果直接连接，不管是sprintf 还是strcat肯定会导致非法内存操作，而strncat也至少要求第一个参数是个null-terminated-string，那该怎么办呢？我们 自然会想起前面介绍打印整数和浮点数时可以指定宽度，字符串也一样的。比如：
char a1[] = {'A', ‘B', ‘C', ‘D', ‘E', ‘F', ‘G'};
char a2[] = {'H', ‘I', ‘J', ‘K', ‘L', ‘M', ‘N'};
如果：
sprintf(s, “%s%s”, a1, a2); //Don't do that!
十有八九要出问题了。是否可以改成：
sprintf(s, “%7s%7s”, a1, a2);
也没好到哪儿去，正确的应该是：
sprintf(s, “%.7s%.7s”, a1, a2);//产生：“ABCDEFGHIJKLMN”
这可以类比打印浮点数的”%m.nf”，在”%m.ns”中，m表示占用宽度（字符串长度不足时补空格，超出了则按照实际宽度打印），n才表示从相应的字符串中最多取用的字符数。通常在打印字符串时m没什么大用，还是点号后面的n用的多。自然，也可以前后都只取部分字符：
sprintf(s, “%.6s%.5s”, a1, a2);//产生：“ABCDEFHIJKL”
在许多时候，我们或许还希望这些格式控制符中用以指定 长度信息的数字是动态的，而不是静态指定的，因为许多时候，程序要到运行时才会清楚到底需要取字符数组中的几个字符，这种动态的宽度/精度设置功能在 sprintf的实现中也被考虑到了，sprintf采用”*”来占用一个本来需要一个指定宽度或精度的常数数字的位置，同样，而实际的宽度或精度就可以 和其它被打印的变量一样被提供出来，于是，上面的例子可以变成：
sprintf(s, “%.*s%.*s”, 7, a1, 7, a2);
或者：
sprintf(s, “%.*s%.*s”, sizeof(a1), a1, sizeof(a2), a2);
实际上，前面介绍的打印字符、整数、浮点数等都可以动态指定那些常量值，比如：
sprintf(s, “%-*d”, 4, ‘A'); //产生“65 ”
sprintf(s, “%#0*X”, 8, 128);    //产生“0X000080″，“#”产生0X
sprintf(s, “%*.*f”, 10, 2, 3.1415926); //产生“      3.14″
4. 打印地址信息
有时调试程序时，我们可能想查看某些变量或者成员的地址，由于地址或者指针也不过是个32位的数，你完全可以使用打印无符号整数的”%u”把他们打印出来：
sprintf(s, “%u”, &i);
不过通常人们还是喜欢使用16进制而不是10进制来显示一个地址：
sprintf(s, “%08X”, &i);
然而，这些都是间接的方法，对于地址打印，sprintf 提供了专门的”%p”：
sprintf(s, “%p”, &i);
我觉得它实际上就相当于：
sprintf(s, “%0*x”, 2 * sizeof(void *), &i);
5. 利用sprintf的返回值
较少有人注意printf/sprintf函数的返回值，但有时它却是有用的，spritnf返回了本次函数调用最终打印到字符缓冲区中的字符数目。也就是说每当一次sprinf调用结束以后，你无须再调用一次strlen便已经知道了结果字符串的长度。如：
int len = sprintf(s, “%d”, i);
对于正整数来说，len便等于整数i的10进制位数。
下面的是个完整的例子，产生10个[0, 100)之间的随机数，并将他们打印到一个字符数组s中，以逗号分隔开。


代码如下:

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
srand(time(0));
char s[64];
int offset = 0;
for(int i = 0; i < 10; i++) {
offset += sprintf(s + offset, “%d,”, rand() % 100);
}
s[offset - 1] = ‘/n';//将最后一个逗号换成换行符。
printf(s);
return 0;
}

设想当你从数据库中取出一条记录，然后希望把他们的各 个字段按照某种规则连接成一个字符串时，就可以使用这种方法，从理论上讲，他应该比不断的strcat效率高，因为strcat每次调用都需要先找到最后 的那个'/0'的位置，而在上面给出的例子中，我们每次都利用sprintf返回值把这个位置直接记下来了。
6. 使用sprintf的常见问题
sprintf是个变参函数，使用时经常出问题，而且只要出问题通常就是能导致程序崩溃的内存访问错误，但好在由sprintf误用导致的问题虽然严重，却很容易找出，无非就是那么几种情况，通常用眼睛再把出错的代码多看几眼就看出来了。
?? 缓冲区溢出
第一个参数的长度太短了，没的说，给个大点的地方吧。当然也可能是后面的参数的问题，建议变参对应一定要细心，而打印字符串时，尽量使用”%.ns”的形式指定最大字符数。
?? 忘记了第一个参数
低级得不能再低级问题，用printf用得太惯了。//偶就常犯。：。（
?? 变参对应出问题
通常是忘记了提供对应某个格式符的变参，导致以后的参数统统错位，检查检查吧。尤其是对应”*”的那些参数，都提供了吗？不要把一个整数对应一个”%s”，编译器会觉得你欺她太甚了（编译器是obj和exe的妈妈，应该是个女的，:P）。
7. strftime
sprintf还有个不错的表妹：strftime，专门用于格式化时间字符串的，用法跟她表哥很像，也是一大堆格式控制符，只是毕竟小姑娘家心细，她还要调用者指定缓冲区的最大长度，可能是为了在出现问题时可以推卸责任吧。这里举个例子：


代码如下:

time_t t = time(0);
//产生“YYYY-MM-DD hh:mm:ss”格式的字符串。
char s[32];
strftime(s, sizeof(s), “%Y-%m-%d %H:%M:%S”, localtime(&t));

sprintf在MFC中也能找到他的知音：CString::Format，strftime在MFC中自然也有她的同道：CTime::Format，这一对由于从面向对象哪里得到了赞助，用以写出的代码更觉优雅。
8. 后记
本文介绍的所有这些功能，在MSDN中都可以很容易地查到，笔者只是根据自己的使用经验，结合一些例子，把一些常用的，有用的，而可能为许多初学者所不知的用法介绍了一点，希望大家不要笑话，也希望大家批评指正。
有人认为这种带变参的函数会引起各种问题，因而不提倡使用。但笔者本人每每还是抵挡不了它们强大功能的诱惑，在实际工作中一直在使用。实际上，C#.NET 从开始就支持变参，刚发布不久的Java5.0也支持变参了。
①获取System时间: void GetSystemTime(LPSYSTEMTIME lpSystemTime); 下面是例子:


代码如下:

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void main() {
SYSTEMTIME st; //定义存放时间的结构体
char strTime[256];
int n=0;
GetSystemTime(&st);
n = sprintf(strTime,”Year:/t%d/n”,st.wYear);
n += sprintf(strTime+n,”Month:/t%d/n”,st.wMonth);
n += sprintf(strTime+n,”Day:/t%d/n”,st.wDay);
n += sprintf(strTime+n,”Date:/t%d/n”,st.wDayOfWeek);
n += sprintf(strTime+n,”Hour:/t%d/n”,st.wHour);
n += sprintf(strTime+n,”Minute:/t%d/n”,st.wMinute);
n += sprintf(strTime+n,”Second:/t%d/n”,st.wSecond);
n += sprintf(strTime+n,”MilliSecond:/t%d/n”,st.wMilliseconds);
printf(”%s”,strTime);
system(”pause”);
}